Book/Report

FZJ-2018-04242

http://join2-wiki.gsi.de/foswiki/pub/Main/Artwork/join2_logo100x88.png Elektronenmikroskopische, metallurgische und mechanische Untersuchungen der dekagonalen Phase im System Al/Co/Cu(/Si)

Wittmann, R. (Corresponding author)FZJ*

1993
Forschungszentrum Jülich GmbH Zentralbibliothek Verlag Jülich

Please use a persistent id in citations: http://hdl.handle.net/2128/19368

Report No.: Juel-2769

Abstract: Quasikristalle sind völlig neuartige metallische Materialien. Sie stellen, neben den klassischen kristallinen und den amorphen Phasen, die dritte Form des festen Zustandes der Materie dar. Quasikristalle sind hochgeordnete Strukturen mit sehr scharfen Beugungsreflexen, obwohl ihre Atomanordnung aperiodisch (quasiperiodisch) ist. Diese Quasiperiodiziät erlaubt nun auch Symmetrien für die Beugungsbilder der Quasikristalle, die bei normalkristallinen Materialien verboten sind. Die dekagonale Phase ist eine besondere Form der Quasikristalle, die eine zehnzählige Achse enthält. In den Ebenen senkrecht zu dieser Achse sind die Atome quasiperiodisch angeordnet; entlang der zehnzähligen Achse sind diese Ebenen periodisch gestapelt. Diese Struktur erlaubt es, in ein und demselben Material den Einfluß, den periodische und quasiperiodische Atomabfolge auf das Verhalten des Festkörpers haben, zu untersuchen und zu vergleichen. Aus diesem Grund sind die dekagonalen Phasen von besonderem Interesse. Ziele dieser Arbeit waren einmal eine genauere Kenntnis der Realstruktur der dekagonalen Phase, einschließlich ihrer Defektstruktur. Zum anderen sollten die metallurgischen Entstehungsbedingungen geklärt werden, mit dem Ziel einer Verbesserung der Züchtungsmethodenfür Quasikristalle. Besonderes Augenmerk wurde auf Zusammenhänge zwischen Stöchiometrie, Temperaturbehandlung und Struktur der dekagonalen Phase gelegt. Schließlich wurden Untersuchungen der Eigenschaften, insbesondere von deren möglichen Anisotropien durchgeführt. Die wichtigsten Ergebnisse dieser Arbeit sind:• Es wurden metallurgische Untersuchungen des Phasendiagramms und des Erstarrungsverhaltens von Al-Co-Cu(-Si) durchgeführt. Dazu wurden Röntgendiffraktometrie, differential scanning calorimetry und transmissions- und rasterelektronenmikroskopische Methoden, einschließlich energiedispersiver Röntgenspektroskopie eingesetzt. Besonderes Augenmerk wurde auf eine sorgfältige Charakterisierung der dekagonalen Phase gelegt. Die Zusammensetzung der quasikristallinen Phase im thermodynamischen Gleichgewicht weist eine starke Abhängigkeit von der Temperatur auf. Bei sehr hohen Temperaturen (um 1000°C) hat die Gleichgewichtskonfiguration der dekagonalen Phase einen sehr geringen Kupferanteil. Die beim Erstarren der Legierung ablaufenden Reaktionsprozesse wurden untersucht. Silizium hat weniger Einfluß auf die Stabilität des Quasikristalls als bisher angenommen, aber verändert signifikant das Abkühl- und Erstarrungsverhalten. Zwei neue kristalline Strukturen mit starker Verwandschaft zur dekagonalen Phase wurden identifiziert. • Im kupferarmen Stabilitätsbereich der dekagonalen Phase wurden erstmalig Verletzungen der bisher bekannten Auslöschungsregeln für die Beugungsreflexe entdeckt und mit der Annahme einer Überstrukturordnung erklärt.• Durch langsames Abkühlen einer Al$_{62}$Co$_{15}$Cu$_{20}$Si$_{3}$-Schmelze konnten relativ große Ein-Quasikristalle in der Form von Nadeln mit dekagonalem Querschnitt (Dekaprismen) hergestellt werden. Sie wurden und werden für eine Vielzahl von Experimenten verwendet, die z. T. bei Quasikristallen bisher nicht möglich waren. [...]

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Contributing Institute(s):

1. Publikationen vor 2000 (PRE-2000)

Research Program(s):

1. 899 - ohne Topic (POF3-899) (POF3-899)

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Database coverage:

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